高并发连接hbase 高并发hashmap

文章目录

• 一、概述
• 二、环状链表形成过程分析
• 三、小结

一、概述

我们知道不管是哪个版本的HashMap都是线程不安全的。

• JDK1.7 中的HashMap采用头插法来添加数据，在并发场景下容易形成环状链表，还有一些其它安全问题，如size计算等。
• JDK1.8 中的如size计算影响扩容等。

本文主要分析JDK1.7 中HashMap环状链表的形成过程。

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二、环状链表形成过程分析

假设一个HashMap已经到了Resize的临界点。此时有两个线程A和B，在同一时刻对HashMap进行Put操作：

此时达到Resize条件，两个线程各自进行Rezie的第一步，也就是扩容：

这时候，两个线程都走到了ReHash的步骤。让我们回顾一下ReHash的代码：

假如此时线程B遍历到Entry3对象，刚执行完红框里的这行代码，线程就被挂起。对于线程B来说：

e = Entry3
next = Entry2

这时候线程A畅通无阻地进行着Rehash，当ReHash完成后，结果如下（图中的e和next，代表线程B的两个引用）：

直到这一步，看起来没什么毛病。接下来线程B恢复，继续执行属于它自己的ReHash。线程B刚才的状态是：

e = Entry3

next = Entry2

当执行到上面这一行时，显然 i = 3，因为刚才线程A对于Entry3的hash结果也是3。

我们继续执行到这两行，Entry3放入了线程B的数组下标为3的位置，并且e指向了Entry2。此时e和next的指向如下：

e = Entry2
next = Entry2

整体情况如图所示：

接着是新一轮循环，又执行到红框内的代码行：

e = Entry2
next = Entry3

整体情况如图所示：

接下来执行下面的三行，用头插法把Entry2插入到了线程B的数组的头结点：

整体情况如图所示：

第三次循环开始，又执行到红框的代码：

e = Entry3

next = Entry3.next = null最后一步，当我们执行下面这一行的时候，见证奇迹的时刻来临了：

newTable[i] = Entry2
e = Entry3
Entry2.next = Entry3Entry3.next = Entry2

链表出现了环形！

整体情况如图所示：

此时，问题还没有直接产生。当调用Get查找一个不存在的Key，而这个Key的Hash结果恰好等于3的时候，由于位置3带有环形链表，所以程序将会进入死循环！

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三、小结

1. Hashmap在插入元素过多的时候需要进行Resize，Resize的条件是HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor。
2. JDK1.7中Hashmap的Resize包含扩容和ReHash两个步骤，ReHash在并发的情况下可能会形成链表环。
3. JDK1.7中Hashmap并发场景下只会在同一个table[index]链表中形成链表环 (这也就是JDK1.8中ConcurrentHashMap对单个Node加锁实现安全并发的原理)。
4. JDK1.8中Hashmap虽然没有链表环的问题，但同样存在其它安全隐患，如size计算对扩容的影响等。